CELLULA:UNITA` BASE DI TUTTI GLI ORGANISMI

CELLULA:UNITA’ BASE DI TUTTI GLI
ORGANISMI
Caratteristiche comuni (procatioti ed eucarioti)
Tutte le cellule:-contengono DNA
-sono dotate di una membrana plasmatica che separa
l’ambiente interno dall’esterno
-compiono funzioni metaboliche:
*sintesi e degradazione di molecole
*produzione e trasformazione di energie
*assunzione di molecole dall’esterno ed
eliminazione di prodotti di scarto
*movimento e comunicazione
*autoregolazione
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CELLULA PROCARIOTA
pro:prima e kàryon:nucleo)
DIMENSIONI
Le cellule procariotiche vanno tipicamente da 1 a 10 mm, le piccole
dimensioni permettono loro di crescere e dividersi rapidamente.
Ci sono però alcuni Archeabacteria che possono essere di 0.1-0,2 µm e le
spirochete possano raggiungere i 700 mm.
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Cellula procariotica:
caratteristiche comuni a tutti i procarioti
• Membrana plasmatica, struttura sottile (8 nm)
separa la cellula dall’esterno e regola il passaggio
di sostanze fra la cellula e l’esterno.
All’interno della membrana vi è il
• Citoplasma che comprende il
– Citosol (soluzione acquosa di piccole e grandi molecole)
– Alcune particelle insolubili quali
• Cromosoma
• Ribosomi
Procarioti: tutti unicellari
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Membrana plasmatica dei Procarioti
Modello a mosaico fluido
*Doppio strato fosfolipidico
*Proteine incastonate nel doppio strato lipidico, come tessere di un mosaico
(simili a nocciole nel torrone).Non sono immobili, si possono muovere, come
“iceberg che galleggiano in un fluido di lipidi”
*Carboidrati (ologosaccaridi)
*Opanoidi: composti simili al colesterolo (nella cell. eucariotiche c’è il colesterolo)
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Proteine di membrana
Le proteine costituiscono circa il 50% della massa
della membrana.
Sono gli esecutori di tutte le attività della membrana.
Si dividono in:
Proteine strutturali
Proteine funzionali (coinvolte nelle funzioni della
membrana
-Pompe ioniche (trasporto di membrana)
-Canali (trasporto di membrana)
-Recettori
-Trasduttori del segnale
-Enzimi
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Proteine di membrana
• Proteine Intrinseche (integrali o transmembrana)
– Strettamente associate alla membrana
– Sono Anfipatiche
– Alcune attraversano completamente la membrana,
altre solo in parte
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Proteine di membrana
• Proteine Estrinseche (periferiche)
– Non sono incluse nel doppio strato lipidico,
ma sulla superficie interna o esterna
– Interagiscono con le proteine intrinseche
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TRASPORTO DI MEMBRANA
La membrana è detta semipermeabile o filtro selettivo perché può essere
attraversata da alcune molecole ma è impermeabile ad altre.
Le sostanze attraversano le membrana in due modi:
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TRASPORTO PASSIVO
Non richiede dispendio energetico. Le sostanze si
muovono
secondo
gradiente
(differenza
di
concentrazione ai due lati della membrana). Si
muovono dal lato a più alta concentrazione verso
quello a concentrazione più bassa finche si ottiene la
stessa concentrazione.
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TRASPORTO PASSIVO
Trasporto passivo semplice o diffusione: coinvolge molecole piccole (per lo
più gas respiratori CO2, O2) che passano tra le code dei fosfolipidi
Diffusione facilitata: coinvolge molecole
più grandi (come il glucosio)che
attraversano la membrana passando
attraverso canali proteici
Osmosi: consiste nel passaggio di acqua
attraverso la membrana; si verifica nel caso in
cui i soluti non possono attraversarla e sono a
concentrazione diversa fra l’interno e l’esterno
della cellula
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TRASPORTO ATTIVO
Richiede dispendio di energia da parte della cellula.
Avviene anche contro gradiente (di concentrazione ed elettrochimico)
Il trasporto può essere mediato da proteine oppure da vescicole che
interessano tutta la membrana
POMPA IONICA
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CITOPLASMA NELLA CELLULA DEI
PROCARIOTI
Il citoplasma della cellula procariotica ha consistenza gelatinosa e contiene
- 80% di acqua,
- Ioni e sali minerali, proteine, vitamine, acidi nucleici e loro precursori , aminoacidi e
loro precursori , carboidrati e loro derivati, acidi grassi e loro derivati.
- Alcune particelle insolubili fra cui granuli di lipidi, granuli di polisaccaridi e granuli di
alcuni elementi minerali quali granuli di zolfo (solfobatteri) e granuli di ferro
(ferrobatteri)
Le particelle insolubili più grandi sono
Il cromosoma batterico (nucleoide)
I ribosomi
*E’ meno complesso rispetto a quello della cellula eucariotica
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CITOPLASMA
È sede di processi biosintetici interessanti, in
modo particolare delle proteine.
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NUCLEOIDE
Zona nel citoplasma dei procarioti in cui risiede il DNA, sotto forma
di un unico cromosoma, costituito da una molecola di DNA a doppia
elica (2 catene polinucleotidiche). Nel nucleoide, dunque, è
localizzata la principale struttura che custodisce l’informazione
genetica delle cellule procariotiche.
-Governa la trasmissione dei caratteri da una cellula alle
generazioni successive.
-Contiene le informazioni da utilizzare per la sintesi delle proteine.
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NUCLEOIDE
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Il cromosoma ha forma circolare ed è
irregolarmente ripiegato; disteso in tutta la
sua lunghezza raggiungerebbe la dimensione
di 1mm cioè circa mille volte la lunghezza
della cellula che lo contiene.
Il cromosoma non è circondato da
membrana nucleare, come avviene negli
organismi eucarioti e manca anche il
nucloeolo.
Il cromosoma batterico può contenere da 3 a
6103 geni.
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PLASMIDI
• Nel citoplasma della cellula procariotica, vi possono essere
piccole porzioni di materiale genetico extracromosomiale,
circolare, denominate plasmidi.
• Di solito sono costituiti da porzioni di DNA a doppia elica.
• I plasmidi hanno dimensioni minori
del cromosoma ( da 1/20 a 1/100
più piccoli), tuttavia hanno anche
essi capacità di replicarsi e di
indurre la sintesi proteica .
• Contengono da 50 a 100 geni.
• Sono presenti in un numero che
varia da 1 a 700 copie per cellula.
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PLASMIDI
La funzione dei plasmidi non è sempre nota; spesso non sono essenziali per
la vita della cellule.
Normalmente non posseggono geni fondamentali per la crescita e la
riproduzione cellulare. La loro presenza generalmente fornisce all'ospite
qualche vantaggio. Alcuni di essi sono responsabili della produzione di
proteine che conferiscono specifiche proprietà alla cellula, quali:
1) Resistenza agli antibiotici , alcuni plasmidi codificano per proteine che
degradano gli antibiotici; questo è un grande vantaggio per i microrganismi
patogeni.
2) Fattori di virulenza. Per esempio il plasmide EntP307 codifica per una
tossina che rende Escherichia coli patogeno.
3) Capacità di degradare molecole organiche complesso.
4) Capacità di resistere ai metalli pesanti e in generale.
5) Capacità di competere con altri microrganismi.
Inoltre i plasmidi permettono lo scambio di DNA, fra cellule batteriche
diverse (coniugazione batterica)
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RIBOSOMI
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I ribosomi sono particelle citoplasmatiche che
intervengono nella sintesi proteica.
Sono composti dal 60% in RNA e dal 40% in proteine.
Presentano una costante di sedimentazione di 70S.
Sono costituiti da due subunità: leggera (30S) e pesante
(50S).
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RIBOSOMI in funzione:
sintesi proteica (traduzione delle informazioni genetiche)
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CELLULA PROCARITICA
COMPONENTI ACCESSORI
•
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(Plasmide)
PARETE CELLULARE
GLICOCALICE (CAPSULA, STRATO MUCOSO)
FLAGELLI e PILI
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PARETE CELLULARE
• Struttura rigida presente nella maggior parte
dei procarioti, conferisce la forma alla cellula e
ne garantisce la protezione dall’ambiente
esterno.
• E’ costituita da uno strato di peptidoglicano
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• Il peptidoglicano è una
struttura rigida, simile ad
una rete formata da
catene polisaccaridiche
lineari, unite tra di loro
da molecole peptidiche.
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peptidoglicano
• conferisce rigidità e impedisce il danneggiamento
della cellula a causa della pressione osmotica.
• Protegge da eventuali danni meccanici esterni
• Determina la forma della cellula.
• Può contribuire alla patogenicità del batterio
(protegge da sostanze tossiche e può bloccare la
fagocitosi).
• È riconosciuto come target di alcuni antibiotici.
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In base all’organizzazione del
peptidoglicano si distinguono due
tipi di batteri
GRAM+ e
GRAM-
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Sulla membrana plasmatica vi è
uno strato sottile di
peptidoglicano e al di sopra vi è
una membrana esterna che reca
glicoproteine e glicopolisaccaridi
Sulla membrana plasmatica vi è
solo uno strato molto spesso di
peptidoglicano
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GLICOCALICE
(CAPSULA, STRATO MUCOSO)
• E’ un rivestimento esterno alla parete cellulare,
composto da carboidrati e da polipeptidi.
STRATO MUCOSO
CAPSULA
Sparso, scarsamente
Altamente organizzata
adeso ed organizzato
e fortemente aderente
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•
Funzioni
Protegge la cellula dalla disidratazione.
Interferisce con il trasporto di molecole tossiche.
Protegge la cellula dalle difese dell’ospite: risposte
immunitarie, fagocitosi.
Permette l’adesione ai tessuti e al substrato.
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FLAGELLI
• Sono strutture di movimento che conferiscono
motilità ai batteri.
• Consentono un movimento orientato
(chemiotassi positivi o negativa in risposta a
stimoli fisici o chimici).
• Sono costituiti da flagellina (una proteina
contrattile) e sono formati da un unico
filamento non rivestito di membrana.
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Flagelli, posizione
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PILI
• Polimeri costituiti da una proteina (pilina) che si
ripete innumerevoli volte.
• Più corti e sottili dei flagelli (eccezionalmente fino
a 20 µm).
• Distribuiti tutt’attorno alla cellula.
• Appendici di fissazione al substrato.
• In alcuni casi permettono il trasferimento di
materiale genetico fra cellule (processo di
coniugazione batterica).
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Flagelli e pili
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PROMEMORIA
• I RIBOSOMI NON SONO ORGANULI
CELLULARI(perché non sono delimitati da
membrana)
• Nucleoide diverso da nucleotide e da nucleolo
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